Файл: Д. И. Менделеева кафедра инженерного проектирования технологического оборудования химический аппарат с механическим перемешивающим устройством типа вээ0107 пояснительная записка.docx

РОССИЙСКИЙ ХИМИКО–ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА
Кафедра инженерного проектирования технологического оборудования

ХИМИЧЕСКИЙ АППАРАТ

С МЕХАНИЧЕСКИМ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ

типа ВЭЭ0107
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

205.093.00.00.000.ПЗ


Студент группы И – 27 Агеев М.М. ______________

(Ф.И.О) (подпись)

Руководитель проекта доцент Антонов С.И. ______________

(должность, Ф.И.О.) (подпись)

Оценка за курсовой проект ____________________________________

«__»_________ 2023г. (подпись руководителя)
Москва 2023 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Техническое задание

Номер варианта………………………………………………..	93
Шифр корпуса…………………………………………………	ВЭЭ-01
Номинальный объем V, м3……………………………………	3,2
Диаметр аппарата Da, мм……………………………………...	1400
Шифр мешалки………………………………………………...	07
Диаметр мешалки dм, мм……………………………………...	900
Тип привода……………………………………………………	Тип 1
Мотор-редуктор………………………………………………..	МП02-10
Частота вращения n, об/мин…………………………………..	63
Мощность привода N, кВт…………………………………….	0,75
Давление в аппарате Pа, МПа…………………………………	0,4
Остаточное давление в аппарате Pост, МПа………………….	0,02
Давление в рубашке Pруб, МПа………………………………..	0,3
Среда в аппарате………………………………………………	H2O
Температура среды T, °C……………………………………...	100

---

Введение

Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством типа ВЭЭ - 01 предназначен для проведения различных физико-химических и механических процессов в жидких средах (растворах, суспензиях, эмульсиях) для протекания которых требуется поддержание повышенной температуры и давления, а также постоянное перемешивание реакционной массы.

Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством состоит из следующих основных частей: корпуса аппарата, крышки аппарата, рубашки аппарата, механического перемешивающего устройства.

Под корпусом аппарата понимают герметически закрытый сосуд, находящийся под давлением, в котором осуществляется перемешивание. Он состоит из сваренных между собой эллиптического днища и цилиндрической обечайки. Переход от цилиндрической части к коническому или эллиптическому днищу должен быть плавным, что обеспечивается при помощи специального элемента – отбортовки. К корпусу аппарата крепится и другие части, такие как: рубашка (приваренная сверху - к обечайке корпуса, снизу - к днищу), крышка аппарата (съемная, соединенная с корпусом с помощью фланцевого соединения), а также штуцер для выгрузки продукта, приваренный к нижней части днища корпуса.

Рубашка служит для подачи в нее через штуцер пара, обогревающего содержимое корпуса. Конденсат выходит из рубашки через штуцер, приваренный к нижней её части. Также, к рубашке приварены три опоры.

К крышке приварены смотровой люк, штуцер ввода и два штуцера для крепления манометра и термопары. Также к ней крепится механическое перемешивающее устройство.

Материал корпуса, крышки, рубашки, - сталь 10Х17Н13М2Т, так как марка этой стали отличается высокой коррозионной стойкостью к рабочей среде – воде.

Механическое перемешивающее устройство (МПУ) аппарата представляют собой конструкции, состоящие из привода, вала и мешалки. Привод перемешивающего устройства аппаратов состоит из электродвигателя, механической передачи в виде редуктора (зубчатой пе­редачи) или ременной передачи и стойки привода. Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Редуктор или ременная передача передают вращательное движение от вала электродвигателя с понижением скорости вращения и увеличением крутящего момента на выходном валу привода. Стопка привода, объ­единяя их в единый агрегат, служит для крепления элементов МПУ. Вы­ходной вал редуктора или мотор редуктора при помощи муфты про­дольно - разъемной или фланцевой соединяется с ва­лом. На конце вала установлена мешалка: лопастная для данного типа аппарата. Мешалка при вращении передает механическую энергию в перемешивае­мую среду. Валы мешалок устанавливаются в стойках привода при помо­щи подшипников качения. Герметичность вра­щающегося вала обеспечивается уплотнением (сальниковым или торцовым), которое крепится к крышке аппарата. Тип уплотнения зависит от величины давления в аппарате и от свойств рабочей среды. МПУ предназначено для перемешивания многофазных сред, такие как растворы, эмульсии, суспензии.

---

Правила изготовления, испытания, установки аппарата - в соответствии с ОСТ 26011244 - 75.

1. Определение расчетных параметров химического аппарата

1.1. Выбор конструкционных материалов

Материал корпуса аппарата, рубашки, фланцев – сталь 10Х17Н13М2Т

Скорость коррозии: П= 0,1 мм/год

Срок службы аппарата: Т_а= 10 лет

Прибавка на компенсацию коррозии: С_к= П Т_а= 0,1 10 = 1 мм

Допускаемое напряжение: [σ]_t=100֯C = 139 МПа, [σ]_t=20֯C= 146 МПа

Модуль упругости первого рода Е= 2 10⁵ МПа

Материал болтов – сталь 35ХМ

Допускаемое напряжение болтов: [σ]_б = 230 МПа.

1.2. Определение пробных давлений

Пробное давление для аппарата

Р_пр= 1,5·Р_а = 1,5 0,4 = 0,6МПа (1.1)

Пробное давление для рубашки

Р_пр= 1,5·Р_руб = 1,5 0,3 = 0,5 МПа (1.2)

1.3. Определение геометрических размеров аппарата

Высота цилиндрической части аппарата:

Н_ц.ч. = , (1.3)

Где V_кр = 0,4191 м³

V_дн = 0,4191 м³

Н_{ц.ч .}= = 1,325 м = 1325 мм

Принимаем H_об = 1250 мм

= V_кр + +

---

(1.4)

м³

(1.5)



Высота цилиндрической части рубашки:

=1100 мм

Диаметр рубашки:

D_pуб = D_a +100= 1400 +100 = 1500 мм (1.6)

1.4. Расчет элементов корпуса аппарата

1.4.1. Расчет толщины стенки корпуса

При воздействии внутреннего давления

S_ц.ч.(1).= + 2⋅C_к + С_о = + 2⋅1 + С_о = 4,02+ С_о =4 мм (1.7)

При воздействии наружного давления

S_ц.ч.(2)= + 2⋅C_к + С_о, где (1.8)

МПа

=2,4, E=2⋅ МПа

= 1100 + 40 + 1400/12 = 1256,7 мм

S_ц.ч.(2) мм

Вывод: S_ц =(S_ц.ч.(1);S_ц.ч.(2)) =max(4;10) = 10 мм.

1.4.2. Расчет толщины стенки рубашки

S_pуб = + С_к + С_о = С_о = 2,62+ = 3 мм (1.9)

1.5. Выбор фланцевого соединения

Рисунок 1.1 – Эскиз фланцевого соединения

Основные размеры фланцев и болтов для стальных аппаратов

, мм	мм	мм	мм	, мм	, мм	, мм	мм	мм	, мм	мм			Число отверстий
1400	1550	1510	1470	1484	1468	1420	1452	55	105	23	1,0	М20	68

---

1.6. Выбор привода

По техническому заданию:

привод тип 1,

мощность приводы N=0,75 кВт,

частота вращения n= 63 об/мин

мотор-редуктор МП02-10


Рисунок 1.2 – Эскиз привода типа 1

Габарит		Мотор- редуктор	Размеры, мм
привод	стойка		d	dp⋅	lp⋅	D1	D2	D3 (H9)	D4	H1⋅	H2	H3	lо
1	02	МП02-10	65	40	-	540	500	430	410	1235	720	475	350

Таблица 1.2

Основные размеры стойки привода (Тип 1)

Продолжение таблицы 1.2

Размеры, мм										z		α, град		Масса, кг, не более
Исполнение		h2		h3		s		do
3, 4
l2	h1
450	500		30		8		14		23		6		72		630

H = 640 мм (высота мотор редуктора).

2. Расчет перемешивающего устройства

---